Question

【题目】如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200kg，活塞质量m=10kg，活塞面积S=100cm2活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2求：

(a)缸内气体的压强p1；

(b)缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在气缸缸口AB处？

Answer 1

【答案】(a)3×105Pa；(b)327

【解析】

(a)以气缸为对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程

p1S=Mg+p0S

解之得

p1=3×105Pa

(b)当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为T2，压强为p2，此时仍有

p2S=Mg+p0S

由题意知缸内气体为等压变化，对这一过程研究缸内气体，由状态方程得

所以

T2=2T1=600K

故

t2=(600－273)=327